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Le système de vision remplace les barrières

Youssef Belgnaoui

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- DaimlerChrysler va utiliser un système de vision conçu avec Pilz pour la surveillance du périmètre de sécurité autour des machines.

Il s'agit d'un transfert de technologie et d'un partenariat réussis. Le transfert de technologie, c'est l'application d'un système de vision développé pour la conduite automobile vers la surveillance industrielle d'équipements dangereux. Le partenariat, lui, s'est construit entre DaimlerChrysler, fabricant d'automobiles, et Pilz, concepteur de solutions d'automatismes de sécurité.

Le premier possédait dans ses cartons des outils de vision pour l'aide à la conduite. Son centre de recherche établi à Ulm (Allemagne) avait développé des systèmes d'assistance à la conduite exploitant les images saisies par des caméras embarquées pour avertir les conducteurs de l'approche d'un obstacle. Pourquoi ne pas exploiter ce type de technologies pour surveiller les abords des machines dangereuses dans les usines ? Pilz a relevé le pari. DaimlerChrysler lui a fourni les algorithmes appropriés pour l'analyse d'images, à charge pour Pilz de les exploiter dans un dispositif de sécurité adapté à l'industrie.

Caméras, fibre optique et unité de traitement

Le fruit de cette collaboration, qui a démarré en 2002, a donné naissance au SafetyEye, un tout nouveau concept de surveillance des machines. Cette solution semble assez innovante à DaimlerChrysler pour qu'il en réclame l'exclusivité. Pilz s'est engagé à ne pas vendre de SafetyEye aux industriels de l'automobile avant 2008. En attendant, DaimlerChrysler va en installer une dizaine dans ses propres usines cette année. Coût du système complet : 12 500 euros.

Cette solution de surveillance de l'espace de travail autour des machines ou des robots rompt effectivement avec les principes de protection traditionnels. Avec le SafetyEye, finies les enceintes de protection grillagées aux accès protégés par des barrières immatérielles ou des scanners laser. Elles sont remplacées par une unité de vision placée au-dessus de la cellule robotisée à surveiller.

Cette unité de détection comprend trois caméras noir et blanc. Elle fournit des images via des fibres optiques à une unité déportée de traitement d'images. Cette unité est composée de calculateurs redondants. Tout objet ou personne pénétrant dans la zone protégée est détecté grâce à des algorithmes de traitement d'images dans les trois dimensions. La définition des zones de protection se fait tout simplement sur un PC à l'aide d'une souris en délimitant les zones à surveiller sur une image saisie par l'unité de vision. Les vues des zones protégées sont observables en 3D et peuvent être pivotées dans l'espace.

Simplicité d'installation et flexibilité

Pour éviter les arrêts intempestifs des machines, deux zones d'alarme sont définies. La violation de la zone de protection n'entraîne pas l'arrêt d'urgence de la machine. Si un opérateur pénètre dans cet espace de protection virtuel, dans la zone encore sans danger pour lui, le système SafetyEye commande un fonctionnement fortement ralenti de la machine ou du robot. L'arrêt d'urgence n'est déclenché que lorsque l'opérateur pénètre dans la zone d'alerte, directement dangereuse.

Le système affiche ainsi une grande souplesse d'installation. « Il génère également une économie en matériel et en ingénierie puisqu'il n'exige pas la mise en place de grillage, de barrières de protection immatérielles ou d'autres scanners. Une seule journée d'installation suffit alors qu'une solution de protection traditionnelle réclame plusieurs jours », assure Yannick Le Héno, directeur de Pilz France. Seule contrainte, des marqueurs noir et blanc de la forme d'une cible circulaire doivent être installés sur le sol ou sur des éléments fixes de la zone à protéger. Pour que la solution de protection soit opérationnelle, il faut qu'elle en détecte au moins trois sur les cinq (au minimum) que doit compter la zone.

Outre la simplicité d'installation, le SafetyEye présente une grande flexibilité dans son utilisation. Une unité de vision installée à 10 m de hauteur peut surveiller plusieurs îlots robotisés répartis sur une aire de 120 m2. La définition des divers îlots sécurisés et de leurs zones de protection s'effectue également par logiciel à partir des images saisies.

Un fonctionnement sécurisé

L'avantage d'un tel dispositif est qu'il permet également de documenter et d'enregistrer les images relatives aux violations des zones de protection quelques instants avant et après leur détection. Il est ainsi possible de visionner et d'analyser ce qui a déclenché l'incident.

Il n'est pourtant pas question de vidéosurveillance. « À l'image, on ne distingue qu'une silhouette », précise Jean-Luc Pfaff, responsable produits sécurité chez Pilz. La hauteur d'installation joue toutefois sur la résolution. Grosso modo, SafetyEye peut détecter un homme lorsque l'unité de vision est installée à 10 m de hauteur, une jambe à 5 m et un bras à 2,8 m. Bien entendu, le fonctionnement d'un tel système est sécurisé. La luminosité (300 lux minimum) et la position de la caméra sont contrôlées en permanence à l'aide des marqueurs au sol. Outre la redondance du calculateur si, par exemple, l'objectif d'une caméra est obstrué ou si l'unité de vision est déplacée, le dispositif se met en sécurité et l'arrêt d'urgence de la machine est déclenché. -

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